Question

11．氰化钠（NaCN）是重要的化工原料，常用于化学合成、冶金工业等．回答下列问题：
（1）写出NaCN的电子式Na⁺．
（2）可用纯碱、焦炭、氨气反应制取NaCN，写出反应的化学方程式，并用单线桥标明电子转移的方向和数目．
（3）现代采金技术先以NaCN溶液在自然环境中浸取粉碎的含金（Au）矿石，得到Na[Au（CN）₂]（二氰合金酸钠）溶液，再用锌还原Na[Au（CN）₂]生成金．“浸取”反应的氧化剂是O₂，消耗的锌与生成的金的物质的量之比为1：2．
（4）工业利用NaCN制备蓝色染料的流程如下：

通入Cl₂时发生反应的离子方程式为_2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-_，该蓝色染料的化学式为Fe₃[Fe（CN）₆]₂．
（5）常温下HCN的电离常数Ka=6.2×10^-10，浓度均为0.5mol/L的NaCN和HCN的混合溶液显
碱（填“酸”、“碱”或“中”）性，通过计算说明其原因K_h=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{a}}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，K_h＞K_a，说明CN^-的水解程度大于HCN的电离程度，混合溶液呈碱性．

Answer 1

分析 （1）NaCN为离子化合物，由Na⁺和CN^-构成，CN^-中碳氮共用三对电子；
（2）根据元素守恒可知，纯碱、焦炭、氨气反应制取 NaCN，同时会生成水，根据化合价的变化确定电子转化方向和数目；
（3）由题意可知，NaCN溶液与Au以及空气中的氧气反应，Na[Au（CN）₂]（ 二氰合金酸钠）溶液，利用元素守恒可书写化学方程式，根据电子得失守恒可计算出消耗的锌与生成的金的物质的量之比，以此来解答；
（4）根据工业流程可知，NaCN与FeSO₄反应生成Fe（CN）₂白色沉淀，Fe（CN）₂继续与NaCN溶液反应生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯气氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，Na₃[Fe（CN）₆]与硫酸亚铁反应生成蓝色染料为Fe₃[Fe（CN）₆]₂，据此答题；
（5）根据K_h=$\frac{C（HCN）C（O{H}^{-}）}{C（C{N}^{-}）}$计算出水解平衡常数，比较NaCN的水解平衡常数和HCN的电离平衡常数可判断溶液的酸碱性．

解答 解：（1）NaCN为离子化合物，由Na⁺和CN^-构成，所以电子式为Na⁺，
故答案为：Na⁺；
（2）根据元素守恒可知，纯碱、焦炭、氨气反应制取 NaCN，同时会生成水，反应的化学方程式，并用单线桥标明电子转移的方向和数目为，
故答案为：；
（3）题意可知，NaCN溶液与Au以及空气中的氧气反应，Na[Au（CN）₂]（ 二氰合金酸钠）溶液，反应的化学方程式为4Au+8NaCN+2H₂O+O₂=4Na[Au（CN）₂]+4NaOH，O元素的化合价降低，则为氧化剂，还原1mol金要转移1mol电子，而每mol锌能转移2mol电子，所以消耗的锌与生成的金的物质的量之比为1：2，
故答案为：O₂；1：2；
（4）根据工业流程可知，NaCN与FeSO₄反应生成Fe（CN）₂白色沉淀，Fe（CN）₂继续与NaCN溶液反应生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯气氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，反应的离子方程式为2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-，Na₃[Fe（CN）₆]与硫酸亚铁反应生成蓝色染料为Fe₃[Fe（CN）₆]₂，
故答案为：2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-；Fe₃[Fe（CN）₆]₂；
（5）根据K_h=$\frac{C（HCN）C（O{H}^{-}）}{C（C{N}^{-}）}$可知，K_h=$\frac{C（HCN）C（O{H}^{-}）}{C（C{N}^{-}）}$=$\frac{C（HCN）•C（O{H}^{-}）•C（{H}^{+}）}{C（C{N}^{-}）•C（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{a}}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性，
故答案为：碱；K_h=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{a}}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，K_h＞K_a，说明CN^-的水解程度大于HCN的电离程度，混合溶液呈碱性．

点评 本题考查物质的制备实验方案的设计，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高考常见题型，注意根据流程图把握实验的原理和操作方法，注意运用电子守恒进行计算，难度中等．